通過研究潤滑脂流動理論和相關試驗方法，介紹了一種低溫泵送試驗機儀器，可以合理表征潤滑脂的低溫泵送性能。根據(jù)低溫泵送試驗機測試數(shù)據(jù)繪制試驗工作曲線，可以準確表征出潤滑脂的低溫泵送性能，采用流動壓力和錐入度測試法進行對比考察，證明了3種測試方法之間具有較好的關聯(lián)度。

　　潤滑劑被準確地輸送到潤滑部位是非常重要的，這主要依據(jù)采用何種潤滑方式。潤滑脂的潤滑方式有人工脂槍加脂法、油杯加脂法、集中系統(tǒng)潤滑法等幾種，根據(jù)工況需要選擇合適的潤滑方式。集中供脂潤滑方式被廣泛應用，主要適用于機械設備中有大量潤滑點或者整個車間、工廠潤滑系統(tǒng)設置一種潤滑裝置的情況。集中潤滑的優(yōu)點是可以提高機械設備潤滑的可靠性和安全性，延長機械的使用壽命，減少潤滑操作人員及其勞動強度，防止雜質混入，節(jié)省油脂使用量，提高設備可靠性，經(jīng)濟性明顯。

　　集中潤滑方式要求潤滑脂具有良好的泵送性，主要涉及溫度和壓力等相關的工況條件。集中潤滑對潤滑脂的選擇一般依據(jù)錐入度、流動壓力、相似黏度等幾個指標，通過這些指標描述判斷潤滑脂泵送性能。(當然還要有足夠的現(xiàn)場工作經(jīng)驗，這些指標都不能直接描述出潤滑脂的泵送性。)一種低溫泵送試驗機，即美國鋼鐵聯(lián)合協(xié)會(簡稱美鋼聯(lián))評定潤滑脂低溫流動性試驗方法中所采用的低溫泵送試驗機，可以在固定條件下直接評定潤滑脂的泵送性，測試一定的溫度和系統(tǒng)壓力下單位時間內泵送潤滑脂的質量，接收的潤滑脂質量越多，說明潤滑脂的流動性越好。測試結果直觀、有說服力，是開發(fā)潤滑脂新產品和研究其應用性能的有效儀器。

1、潤滑脂的流動性理論及相關試驗方法

　　潤滑脂是將稠化劑分散于液體潤滑劑中所形成的一種穩(wěn)定的半固體產品，這種產品可以通過加入添加劑來改善其某些性能。根據(jù)潤滑脂的組成及性質，其具有顯著的非牛頓性，類似于Binham 體，但剪切應力(τ)與剪切應變率(γ)呈非線性關系。潤滑脂的流變特性可用τ=τs+��γn 近似地表述。潤滑油可以視為牛頓體，剪切應力與剪切應變率的關系式通過原點的直線。圖1為非牛頓體潤滑脂與牛頓體潤滑油的τ-γ 曲線。

圖1　非牛頓體潤滑脂與牛頓體潤滑油的τ-γ 曲線

　　非牛頓體潤滑脂與牛頓體潤滑油相比，其優(yōu)點是具有良好的密封性，可以防止水分、灰塵的侵入，減少漏油、飛濺等造成對機械的污染;要求不太復雜的密封裝置和供油系統(tǒng);使用壽命長;適合于較寬的使用溫度范圍。基于潤滑脂的優(yōu)點，很多潤滑點多、潤滑面廣的機械設備必須使用潤滑脂進行潤滑。潤滑脂具有天然的不流動性，進入摩擦面必須通過外力實現(xiàn)，在集中潤滑系統(tǒng)現(xiàn)場，外力表現(xiàn)為系統(tǒng)泵壓。此外，環(huán)境溫度對潤滑脂結構狀態(tài)影響較大，低溫條件下潤滑脂流動所需的壓力明顯增大。所以潤滑脂的低溫泵送性能研究的是溫度與剪切應力(或壓力)的關系。

　　有關潤滑脂泵送性的課題研究在國外開展較多，一些評價潤滑脂泵送性能的試驗方法是在應用研究的基礎上建立的，其中有相似黏度法、流動壓力法、表觀黏度法，表征潤滑脂低溫泵送性也包括錐入度、低溫轉矩和流變特性測試等試驗方法，所有這些試驗方法都與剪切應力、溫度相關。潤滑脂行業(yè)現(xiàn)有的與低溫流動性相關的試驗方法見表1。

　　在國內應用較廣的低溫試驗方法是相似黏度測試法，該方法起源于前蘇聯(lián)石油協(xié)會，儀器簡單，操作性強，數(shù)據(jù)和實際應用具有一定的對應性，在國內很多潤滑脂產品標準中被采用，如鐵路、冶金和汽車類潤滑脂產品。但是該試驗方法對測試定剪速下黏度的準確性與國際適用性差。表觀黏度測試法是根據(jù)ASTM 方法標準制定的，其可以彌補相似黏度測試方法的不足，但測試過程較繁瑣，各生

　　產廠家不愿使用。最近在國外潤滑脂學術界興起的潤滑脂流變性測試法是一種新方法，但其輸出的數(shù)據(jù)專業(yè)性太強，其推廣使用還需時日低溫泵送試驗機雖然還未被ASTM 正式采納，但因其具有實用性、簡單性和較高的現(xiàn)場指導性，其的使用將進一步提高對潤滑脂低溫流動性的認識。

表1　潤滑脂低溫流動性相關的試驗方法

4、討論

　　總體上講，潤滑脂是一種特定的分散懸浮體，稠化劑在基礎油中形成暫時的網(wǎng)絡，網(wǎng)絡中分子間的鍵合力(范德華力或者氫鍵)限制了體積元的位置變化，使基礎油中稠化劑不會沉淀，表現(xiàn)為穩(wěn)定的均相。當由溫度能量和剪切應力產生的外力能夠克服網(wǎng)絡鍵合力，即屈服應力的臨界剪切應力時，網(wǎng)絡便解體了，這時潤滑脂樣品實際上發(fā)生了流動，體積元發(fā)生了不可逆的位置變化———固體變成了流動的液體。給定的應力產生無限的形變，應力與應變速率有關，相關因子為表觀黏度。潤滑脂表觀黏度的大小主要與外力環(huán)境下稠化劑網(wǎng)絡中鍵合力、基礎油黏度及其稠化劑含量相關。本試驗中選擇的潤滑脂稠化劑類型相同、基礎油類型相同，不同樣品的稠化劑含量不同。低溫流動性試驗機可以準確地測試出固定壓力1034kPa、溫度-20～0℃范圍條件下潤滑脂的泵送性能，測試出潤滑脂的泵送量單位為g/s，條件可控，易于比較。相同牌號的潤滑脂，其泵送性隨溫度升高逐漸變好;相同溫度下，錐入度越大，泵送脂量越大，泵送性越好。低溫泵送試驗工作曲線準確表征出潤滑脂泵送性與溫度和稠度的相關性。

　　相同牌號潤滑脂，溫度越高，其流動壓力越低，泵送性越好，流動壓力試驗工作曲線驗證了相同溫度條件下潤滑脂泵送性與美鋼聯(lián)低溫流動試驗機評價結論相一致。該試驗方法在歐洲獲得較好的應用。不同錐入度的潤滑脂，其錐入度越小，潤滑脂越硬，低溫相似黏度越大，泵送性越差。本試驗中僅考察了固定壓力下不同溫度潤滑脂的泵送性，可以根據(jù)現(xiàn)場的試驗條件，通過設定不同壓力完成試驗測試，可拓寬該試驗機的應用范圍。

5、結論

　　美鋼聯(lián)低溫泵送試驗機是根據(jù)實際工況條件評定潤滑脂泵送性的模擬臺架試驗機，可以準確地評價潤滑脂的低溫泵送性能，測試數(shù)據(jù)誤差較小，穩(wěn)定性好，與其它表征潤滑脂低溫流動性的試驗方法，如流動壓力試驗和錐入度測定試驗，有較好的關聯(lián)度。其試驗數(shù)據(jù)可以為現(xiàn)場潤滑選脂和集中潤滑設計選脂提供參考，豐富了實驗室評價篩選潤滑脂配方的手段。